KR20220091613A - 하전 입자 차단 요소, 이러한 요소를 포함하는 노광 장치, 및 이러한 노광 장치를 사용하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 타겟 상으로 하전 입자 빔을 투영하는 노광 장치 및 방법에 관한 것이다. 노광 장치는 하전 입자 빔을 생성하는 하전 입자 소스 및 하전 입자 소스로부터의 하전 입자 빔의 적어도 일부를 차단하는 하전 입자 차단 요소 및/또는 전류 제한 요소를 포함하는 하전 입자 광학 장치를 포함한다. 하전 입자 차단 요소 및 전류 제한 요소는 붕소, 탄소 또는 베릴륨을 포함하는 흡수층이 제공되는 실질적으로 평평한 기판을 포함한다. 또한, 기판은 바람직하게는 하전 입자들을 투과시키는 1 이상의 어퍼처를 포함한다. 흡수층은 적어도 하나의 어퍼처로부터 이격되어 배치된다.
Description
본 발명은 타겟 상으로 하전 입자 빔을 투영하는 하전 입자 광학 장치에서 사용하기 위한 하전 입자 차단 요소(charged particle blocking element)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 타겟 상으로 하전 입자 빔을 투영하는 노광 장치에 관한 것으로, 이 노광 장치는 하전 입자 차단 요소를 포함하며, 이러한 노광 장치를 사용하여 타겟 상으로 하전 입자 빔을 투영하는 방법에 관한 것이다. 추가적으로, 본 발명은 이러한 노광 장치에 의해 반도체 디바이스를 제조하는 방법 및/또는 타겟을 검사하는 방법에 관한 것이다.
반도체 산업에서, 높은 정확성 및 신뢰성으로 더 작은 구조체들을 제조하려는 욕구가 계속 증가하고 있다. 하전 입자 빔 노광 장치에서, 타겟 표면은 높은 정확성으로 타겟 표면에 지향되고 포커싱되는 1 이상의 하전 입자 빔에 노광될 수 있다. 추가적으로, 하전 입자들의 사용은 타겟 표면을 노광하기 위해 광을 사용하는 노광 장치와 비교할 때, 타겟 표면 상의 패턴을 전사 또는 분석하기 위한 훨씬 더 높은 분해능 및 정밀도를 얻게 한다.
하지만, 상업적으로 실행가능하기 위해, 하전 입자 노광 장치들은 리소그래피 시스템 및 검사 시스템 모두에서 상당한 웨이퍼 스루풋 및 엄격한 오차 마진에 대한 까다로운 요구들을 충족시킬 수 있어야 한다. 노광 장치에서 더 많은 하전 입자 빔을 사용함으로써, 및 이에 따라 더 많은 전류를 사용함으로써 더 높은 스루풋이 얻어질 수 있다.
하지만, 전류의 증가는 노광 장치의 구성요소들과 상호작용하는 더 많은 하전 입자들을 유도한다. 하전 입자들과 노광 장치 내부의 시스템 구성요소들 간의 충돌들이 각 구성요소들의 상당한 가열을 야기할 수 있다.
하전 입자 빔 시스템들 내의 구성요소들의 가열과 관련된 문제들은 일반적으로, 예를 들어 등록된 미국 특허 8,558,196 및 9,165,693, 및 WO2013/171216으로 공개된 국제 특허 출원에 기술된 바와 같이, 이러한 구성요소들을 능동적으로 냉각시킴으로써 해결된다.
M. van Zaalen의 논문 "VAN TEKENTAFEL NAAR OVEN", Link Magazine, XVIII:1(2016 년 2 월), 28 및 29 페이지에서, 마스크없는 다수-전자-빔 리소그래피 시스템에서의 콜리메이터 렌즈(collimator lens)의 가열 문제가 식별되고, 이는 콜리메이터에 의해 포커싱되는 전자 빔의 높은 전류 및 콜리메이터 내의 높은 전기장에 의해 야기된다. M. van Zaalen의 논문에도 나타낸 바와 같이, 상기 하전 입자 빔(들)의 모든 전자들이 콜리메이터를 통과하는 것은 아니며, 일부는 콜리메이터 내에서 반사된다. 또한, 이 현상이 콜리메이터의 가열에 기여한다. 빔 조작 구성요소들의 가열은 노광 공정의 정확성을 감소시키는 열 변형을 초래할 수 있다. M. van Zaalen의 논문에 설명된 바와 같이, 이는 리소그래피 장치 내의 콜리메이터의 서스펜션(suspension)의 재-디자인에 의해 해결되었다. 콜리메이터의 냉각은 수정된 서스펜션을 통한 열 전도에 의해 콜리메이터로부터 열이 제거될 수 있게 함으로써 개선되었다.
본 발명의 목적은 노광 장치 내의 구성요소들의 가열을 적어도 부분적으로 감소시키는 하전 입자 노광 장치 및 이를 위한 구성요소를 제공하는 것이다. 하전 입자들은 전자들 및 이온들을 모두 포함하는 것으로 이해하여야 한다. 하전 입자 빔을 언급하는 경우, 이는 전자들 또는 이온들로 구성될 수 있다. 본 발명은 특히 전자 (다수-)빔 리소그래피 시스템, 다양한 타입들의 전자 현미경, 및 검사 시스템을 포함하는 전자 빔 노광 장치들에 관한 것이다. 하지만, 본 발명은 양 또는 음으로 하전된 이온들, 예를 들어 헬륨 이온들을 포함하는 다른 타입들의 하전 입자들을 사용하는 시스템들에도 적용될 수 있다.
제 1 실시형태에 따르면, 본 발명은 하전 입자들을 차단하기 위한 하전 입자 차단 요소를 제공하며, 하전 입자 차단 요소는 기판을 포함하고, 기판은 하전 입자들의 통과를 허용하는 적어도 하나의 어퍼처(aperture)를 포함하며, 기판의 표면의 적어도 일부분에는 붕소, 탄소 또는 베릴륨을 포함하는 재료의 흡수층이 제공되고, 흡수층은 적어도 하나의 어퍼처로부터 이격되어 배치되며, 흡수층이 제공되는 기판의 표면의 적어도 일부는 전기 전도성 재료를 포함한다.
흡수층은 그 위에 부딪치는 하전 입자들을 적어도 부분적으로 흡수한다. 즉, 상기 층은 그 위에 부딪치는 하전 입자들을 수용하는 데 기능적이고, 이 하전 입자는 하전 입자 차단 요소로부터 멀리 수송되기 위해 전도성 재료로 전달된다. 전도성 재료는 흡수층 아래에 위치된 기판에 전기 전도성 층을 제공하거나, 또는 예를 들어 적어도 부분적으로 전기 전도성인 기판을 제공함으로써 실현될 수 있으며, 예를 들어 흡수층이 제공되는 표면의 적어도 일부는 전기 전도성이다.
하전 입자 차단 요소는 다양한 적용들에서 하전 입자들을 차단하기에 적절하다. 이는 하전 입자 노광 장치 및/또는 검사 장치 내에서 그 궤적을 따라 하전 입자들의 빔을 적어도 부분적으로 차단하는 데 사용될 수 있다. 이는 전류 제한 어퍼처 어레이 요소(current limiting aperture array element)에서와 같이 빔 또는 복수의 빔들을 성형하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 이는 US 8,653,485 B2에 기술된 바와 같은 시스템 내의 어퍼처 어레이들 중 1 이상, 특히 US 8,653,485 B2의 도 12에 예시된 바와 같은 시스템의 어퍼처 어레이(4A)에서 사용될 수 있다. 또한, 이는 소스 자체를 끌 필요없이 빔 또는 빔 소스를 완전히 차단함으로써 일시적으로 끄는 셔터 요소(shutter element)로서 사용될 수 있다. 이는 일반적으로 소스를 켤 때 현저한 정착 시간이 있는 경우에 특히 유리할 수 있다. US 8,653,485 B2의 도 12에 예시된 바와 같은 시스템에서, 이는 소스(1)와 콜리메이터(3) 사이의 위치에 배치될 수 있다.
특히 하전 입자 차단 요소가 전류 제한 어퍼처로서 사용되는 경우, 기판의 적어도 하나의 어퍼처로부터 이격되는 흡수층을 배치하는 것이 유리하다. 따라서, 흡수층의 재료가 적어도 하나의 어퍼처의 에지에 배치되거나 에지 위에 걸리거나, 또는 적어도 하나의 어퍼처 내부에 배치되는 것 -이때, 상기 재료는 상기 적어도 하나의 어퍼처를 가로지르는 하전 입자 빔을 왜곡 및/또는 방해할 수 있음- 이 적어도 실질적으로 방지될 수 있다.
특히, 흡수층은 사용 시 하전 입자 소스와 마주하여 배치될 기판의 표면에 배치된다. 따라서, 하전 입자 차단 요소가 하전 입자 소스로부터 하전 입자 빔의 적어도 일부를 차단하기 위해 사용되는 경우, 이는 적어도 하전 입자 빔의 차단된 부분의 대부분이 흡수층 상에 부딪치도록 배치될 수 있다. 따라서, 흡수층은 적어도 하나의 어퍼처의 근처에 배치되는 것이 바람직하다.
놀랍게도, 본 발명자들은 하전 입자 빔의 적어도 일부를 차단하기 위해 붕소, 탄소 또는 베릴륨을 포함하는 재료의 흡수층을 사용하는 경우에, 하전 입자 차단 요소와 하전 입자 소스 사이에 배치되는 하전 입자 광학 구성요소들의 열부하가 이러한 흡수층이 없는 하전 입자 차단 요소에 비해 강하게 감소된다는 것을 발견하였다. 이는 특히 하전 입자 차단 요소에 직접 인접하고 및/또는 하전 입자 차단 요소에 대한 시야를 방해하지 않는 하전 입자 광학 구성요소들에 대해 그러하다. 이 하전 입자 광학 구성요소들에 대한 열부하를 감소시킴으로써, 노광 장치는 하전 입자 광학 구성요소가 과도하게 가열되지 않고 더 긴 시간 동안 작동될 수 있으며, 및/또는 하전 입자 광학 구성요소의 냉각이 덜 중요하다.
앞서 설명된 바와 같이, 본 발명을 이끄는 주요 목적은 하전 입자 노광 시스템, 예를 들어 US 8,653,485 B2, US 8,558,196 B2, US 9,165,693 B2 및 WO2013/171216에 기술된 바와 같은 노광 시스템 내의 구성요소들에 대한 열부하를 감소시키는 것이었다. 이는 특히 전류 제한 어퍼처 어레이에서 사용되는 경우에, 본 명세서에 설명된 바와 같은 하전 입자 차단 요소에 의해 달성되었다. 추가적으로, 본 발명자들은 붕소, 탄소 또는 베릴륨을 포함하는 재료의 흡수층을 사용하여 하전 입자 빔의 적어도 일부를 차단하는 경우에 타겟의 표면 상의 하전 입자 빔들의 수차(aberration)의 실질적인 감소를 발견하였다. 따라서, 열부하를 감소시키는 일차 효과에 더하여, 노광 시스템 내에서 하전 입자 빔들의 수차를 감소시키는 이차 효과가 관찰되었다. 또한, 하전 입자 빔을 수용하는 표면이 흡수층으로 부분적으로만 코팅되는 경우에도 열부하 및 수차 모두 감소되는 것으로 관찰되었다. 하지만, 차단된 하전 입자 빔의 대부분이 흡수층에 입사하는 것이 바람직하다.
본 발명자들의 발견은 하전 입자들의 빔에 대한 하전 입자 차단 요소의 상류에 있는 구성요소들의 가열 및 하전 입자 궤적을 방해할 수 있는 공간 전하의 형성이 하전 입자 차단 요소에 부딪치는 하전 입자들에 의해 차단되는 하전 입자 빔의 일부에 의해 생성되는 후방산란된 하전 입자들 및/또는 이차 전자들에 의해 야기될 수 있음을 암시하는 것으로 보인다. 이차 전자들은 시스템 내의 또 다른 요소의 표면에 부딪치는 후방산란된 하전 입자들로부터 발생할 수 있다. 사용 시 차단될 하전 입자들을 수용하는 하전 입자 차단 요소의 측에 본 발명에 따른 흡수층을 제공함으로써, 적어도 후방산란의 양이 감소될 수 있다.
또한, 본 출원의 맥락에서 붕소, 탄소 또는 베릴륨을 포함하는 재료의 흡수층은 붕소, 탄소 또는 베릴륨과 질화붕소 또는 탄화규소와 같은 1 이상의 다른 원소의 조합을 포함하는 재료의 흡수층을 포함한다는 것에 유의한다.
바람직하게는, 흡수층은 붕소를 포함한다. 특히, 흡수층은 붕소 층 또는 질화붕소 층이다. 바람직하게는, 흡수층은 붕소 코팅 또는 질화붕소 코팅이다. 코팅은 대상물의 표면에 적용되는 얇은 층 또는 커버링이며, 전형적으로 수십 또는 수백 nm의 두께를 갖는다. 붕소 층 또는 붕소 코팅은 바람직하게는 실질적으로 순수한 붕소 층이다. 붕소는 비-독성이고, 실온에서 안정되고, 공기 중에서 산화되지 않고, 스퍼터링 또는 증착과 같은 알려진 기술들을 사용하여 적용될 수 있기 때문에 유리하다.
하전 입자들을 차단하기 위해 붕소 또는 질화붕소 층을 사용하는 단점은 이 재료들의 비교적 높은 전기 저항률이며, 이는 하전 입자들을 차단하기 위한 재료를 찾을 때 이 재료들을 명백하게 선택하지 못하게 한다. 사용 시, 흡수층은 상기 층에 부딪치는 하전 입자들에 의해 전기적으로 대전될 것이고, 높은 전기 저항률을 갖는 재료의 흡수층을 사용할 때, 이 전하는 상기 흡수층을 통한 전기 전도를 통해 제거하기가 어렵다.
그러므로, 이러한 층을 전기 전도성 층 또는 기판과 조합하기 위한 조치와는 별도로, 본 발명의 또 다른 통찰력에 따르면 흡수층의 두께가 신중하게 선택되어야 한다.
유리하게는, 흡수층은 상기 흡수층 아래에 위치된 상기 기판의 일부분으로부터 상기 하전 입자들의 후방산란을 방지하기에 충분한 두께를 가지며, 상기 전기 전도성 표면에 의해 수용될 상기 하전 입자들의 전하에 대해 충분히 얇다. 이는 하전 입자들의 효율적인 흡수, 즉 하전 입자들의 매우 적은 양의 후방산란을 허용하는 한편, 동시에 상기 전기 전도성 표면을 통해 흡수된 전하를 제거함으로써 흡수층에서의 전하 축적을 피한다. 후방산란의 가능성은 층의 두께가 적어도 안정화 임계치까지 증가함에 따라 감소하지만, 층의 두께를 증가시키는 것은 층의 두께를 통한 전기 전도성을 감소시킨다. 흡수층이 너무 두꺼워지면, 실질적으로 전기 절연체로서 작용할 것이다.
일 실시예에서, 흡수층은 100 nm 내지 500 nm의 두께를 갖는다. 더 바람직한 실시예에서, 흡수층은 150 내지 250 nm의 두께를 갖는다. 이 범위의 흡수층 두께는 하전 입자 차단 요소와 하전 입자 소스 사이에 배치되는 하전 입자 광학 요소들의 감소된 가열을 제공하는 한편, 하전 입자 차단 요소에서의 전하 축적을 피하는 것으로 관찰되었다.
일 실시예에서, 기판의 적어도 일부는 전기 전도성이다. 이는 전도성, 예를 들어 금속, 재료의 기판, 전기 전도성 재료를 포함하는 기판, 또는 적어도 흡수층이 제공되는 영역에 고도로 도핑되는 고농도 도핑 반도체 기판을 제공함으로써 실현될 수 있다. 예를 들어, 고농도로 도핑된 실리콘이 사용될 수 있다. 따라서, 기판은 흡수층으로부터 전하를 제거하는 데 도움이 될 수 있다. 바람직하게는, 기판은 기판을 전압 공급기 또는 접지 전위에 연결하기 위한 연결부를 포함한다. 일 실시예에서, 연결부는 바람직하게는 상기 기판의 일부를 형성하거나 상기 기판의 표면 상에 배치되는 접촉 영역이라고도 하는 연결 영역을 포함하고, 이 연결 영역은 기판을 전압 공급기 또는 접지 전위에 연결하도록 구성된다. 특히, 전기 전도성 기판을 접지 전위에 연결하는 것이, 상기 기판을 통한 전기 전도를 통해 흡수층으로부터 전하를 제거할 수 있게 한다.
일 실시예에서, 기판에는 전기 전도성 층이 제공되며, 전기 전도성 층은 기판과 흡수층 사이에 적어도 부분적으로 배치된다. 따라서, 전기 전도성 층은 흡수층으로부터 전하를 제거하는 데 도움이 될 수 있다. 바람직하게는, 전기 전도성 층은 몰리브덴(Mo) 또는 크롬(Cr)을 포함하는 재료를 포함한다. 이는 실질적으로 순수한 몰리브덴 또는 크롬에 의해 형성될 수 있거나, 또는 이는 이 원소들 중 적어도 하나를 포함하는 재료로 형성될 수 있다. 특히 몰리브덴이 바람직한데, 이는 몰리브덴 산화물도 전기 전도성이고, 이는 몰리브덴이 적어도 부분적으로 산화되는 경우에도 몰리브덴의 층이 전기 전도성일 것을 보장하기 때문이다. 이 실시예에서, 전기 전도도에 관한 기판 속성들은 덜 중요하다. 이 실시예에서, 기판은 예를 들어 도핑이 비교적 낮거나 실질적으로 없는 반도체 기판일 수 있다.
전기 전도성 층이 기판과 흡수층 사이에 적어도 부분적으로 배치되기 때문에, 흡수층은 전기 전도성 층을 위한 보호 코팅으로서 작용할 수 있다. 따라서, 흡수층은 적어도 흡수층에 의해 덮이는 부분에 대해, 산화에 대한 전기 전도성 층의 보호를 제공할 수 있으며, 이는 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)과 같은 전기 전도성 층에 대한 다른 전도성 재료들의 사용도 허용한다.
바람직하게는, 하전 입자 차단 요소는 전기 전도성이고 전기 전도성 층에 연결되는 연결 부분 또는 영역을 포함하고, 이 연결 부분 또는 영역은 전기 전도성 층을 접지 전위 또는 제어된 전압에 연결하여 상기 전기 전도성 층을 통한 전기 전도를 통해 흡수층에서 전하를 제거하는 데 도움이 되도록 구성된다. 일 실시예에서, 연결부는 바람직하게는 기판의 일부를 형성하거나 기판 상에 배치되는 접촉 영역이라고도 하는 연결 영역을 포함하고, 이 연결 영역은 전기 전도성 층을 전압 공급기 또는 접지 전위에 연결하도록 구성된다.
일 실시예에서, 기판은 실리콘(Si) 웨이퍼를 포함한다. Si 웨이퍼는 평평하고 기계적으로 안정된 기판을 제공하며, 이는 당업계에 알려진 에칭 기술들을 사용하여 어퍼처들이 쉽게 제공될 수 있다. 이는 하전 입자 차단 요소에 복수의 어퍼처들이 제공되는 적용들에서 특히 유리하다. 이러한 하전 입자 차단 요소는 아래에서 설명되는 바와 같이 전류 제한 요소로서 사용될 수 있다. Si가 일반적으로 높은 전기 저항을 갖기 때문에, 적어도 Si가 도핑되지 않는 경우, Si 웨이퍼 기판에는 바람직하게는 전기 전도성 층이 제공되며, 흡수층은 앞서 설명된 바와 같이 전기 전도성 층 상에 배치된다.
일 실시예에서, 기판에는 하전 입자들의 통과를 허용하는 적어도 하나의 어퍼처가 제공된다. 하전 입자 차단 요소는 하전 입자 빔 경로 내에 배치되어 적어도 하나의 어퍼처를 통해 하전 입자 빔의 적어도 일부분을 통과하게 하는 한편, 기판 상의 비-어퍼처 영역들에 의해 하전 입자 빔의 적어도 부분적 및/또는 일시적 차단을 가능하게 할 수 있다. 어퍼처가 하전 입자 빔의 일부분, 일반적으로 중심 부분만의 통과를 허용하는 한편 빔의 다른 부분들을 차단하는 경우, 이는 흔히 전류 제한 어퍼처라고 칭해진다.
일 실시예에서, 기판에는 1 이상의 어퍼처 어레이를 형성하도록 배치되는 복수의 상기 어퍼처들이 제공되며, 상기 1 이상의 어퍼처 어레이들 각각은 상기 기판의 대응하는 어레이 영역 또는 어퍼처 어레이 영역에 배치된다. 이러한 요소는 하전 입자 빔 시스템 내에서 전류 제한 어퍼처 어레이로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 이는 하전 입자 빔을 복수의 하전 입자 빔들로 분할하는 데 사용될 수 있다.
흡수층은 바람직하게는 상기 어레이 영역들을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 일부 적용들에서, 하전 입자 빔은 1 이상의 어퍼처 어레이를 포함하는 영역보다 크므로, 차단 요소에 의해 차단되는 하전 입자 빔의 대부분이 개별 어퍼처들 또는 어레이 영역들 사이에 위치되는 표면 영역들 상으로 연장되지 않더라도 흡수층 상에 떨어진다. 이러한 실시예는 흡수층의 부분들이 어퍼처들로 연장되는 것을 피하면서 제조가 더 쉬울 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 흡수층에 의한 하전 입자 수용 표면의 이러한 부분적인 커버리지가 구성요소들의 가열 및/또는 하전 입자 빔들의 수차의 실질적인 감소를 제공하는 것으로 관찰되었다.
또 다른 실시예들에서, 각각의 어레이 영역은 상기 흡수층에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인다. 또 다른 실시예들에서, 흡수층은 각각의 어퍼처 어레이 영역 내에 적어도 부분적으로 더 배치된다. 이는 하전 입자 차단 요소에 의해 흡수되는 하전 입자 빔의 부분을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에서, 하전 입자 차단 요소는 적어도 기판을 냉각하기 위한 냉각 도관들을 포함한다. 바람직하게는, 냉각 도관들은 흡수층 및/또는 기판과 열 접촉하여 배치된다. 따라서, 하전 입자 차단 요소에는 하전 입자 차단 요소로부터 열을 제거하기 위해 상기 냉각 도관들을 통해 (물과 같은) 냉각 유체를 안내하는 냉각 도관들이 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 냉각 도관들은 흡수층으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 기판의 표면에 배치된다. 하전 입자 빔 시스템에서 사용하는 일 실시예에서, 냉각 도관들은 하전 입자 소스로부터 멀어지는 쪽을 향하는 기판의 표면에 배치된다.
일 실시예에서, 기판에는 또 다른 전기 및/또는 열 전도성 층이 제공되며, 또 다른 전기 및/또는 열 전도성 층은 흡수층 및 냉각 도관들과 접촉하여 배치된다. 열 전도성 층은 흡수층으로부터 냉각 도관들로의 열 전도 경로를 제공한다. 이 실시예는 열악한 열 전도 속성들을 갖는 재료의 기판을 사용하는 것을 허용한다. 또 다른 전기 전도성 층이 흡수층으로부터 냉각 도관들로의 전기 전도성 경로를 제공한다. 따라서, 또 다른 전기 전도성 층은 일반적으로 노광 장치에서 사용하는 경우에 접지 전위에 연결되는 냉각 도관들을 통해 흡수층으로부터 전하를 제거하는 데 도움이 될 수 있다. 추가적으로, 흡수층을 냉각 도관들에 전기적으로 연결함으로써, 냉각 도관들을 포함하는 측으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 하전 입자 차단 요소의 측에서 지정된(dedicated) 접촉 영역 또는 접촉 구성부가 필요하지 않다. 따라서, 냉각 도관들을 포함하는 측으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 하전 입자 차단 요소의 측은 하전 입자 광학 장치의 인접한 요소 또는 구성요소에 매우 가깝게 배치될 수 있다.
제 2 실시형태에 따르면, 본 발명은 하전 입자 노광 장치에서 사용하기 위한 전류 제한 요소를 제공하며, 상기 전류 제한 요소는 하전 입자들의 투과를 허용하지 않는 기판을 포함하고, 상기 기판에는 상기 기판의 제 1 표면으로부터 제 2 표면으로 상기 기판을 통해 연장되는 1 이상의 어퍼처가 제공되며, 상기 1 이상의 어퍼처는 하전 입자들의 통과를 허용하고, 상기 제 1 표면의 적어도 일부분에는 붕소(B), 탄소(C) 또는 베릴륨(Be)을 포함하는 흡수층이 제공되며, 흡수층은 1 이상의 어퍼처로부터 이격되어 배치되고, 상기 흡수층은 전기 전도성 재료 또는 전기 전도성 표면 상에 제공된다.
하전 입자 빔에서 전류를 제한하기 위해 전류 제한 요소가 일반적으로 사용된다는 것을 유의한다. 따라서, 1 이상의 어퍼처의 직경은 하전 입자 빔의 직경보다 작다. 전류 제한 요소는 상기 전류 제한 요소를 가로지른 하전 입자 빔의 단면을 적어도 부분적으로 정의하기 때문에, 어퍼처들은 일반적으로 정밀하게 제조된다. 1 이상의 어퍼처로부터 이격되는 흡수층을 배치함으로써, 적어도 흡수층에 의한 적어도 1 이상의 어퍼처의 에지에서의 여하한의 외란들이 회피될 수 있다.
제 2 실시형태에 따른 전류 제한 요소는 본 명세서에서 앞서 설명된 제 1 실시형태에 따른 하전 입자 차단 요소와 동일하거나 상응하는 기술적 효과들 및 이점들을 제공한다. 기판에 1 이상의 어퍼처가 제공되는 실시예들에 따른, 제 1 실시형태의 하전 입자 차단 요소는 제 2 실시형태에 따른 전류 제한 요소로서 사용될 수 있다.
제 2 실시형태에 따른 전류 제한 요소는 제 1 실시형태에 따른 하전 입자 차단 요소의 실시예들 및/또는 대안예들 중 1 이상과 조합될 수 있다.
제 3 실시형태에 따르면, 본 발명은 하전 입자 빔을 적어도 일시적으로 차단하기 위한 셔터 요소를 제공하며, 셔터 요소는 기판을 포함하고, 이의 적어도 일부분에는 붕소(B), 탄소(C) 또는 베릴륨(Be)을 포함하는 흡수층이 제공되며, 상기 흡수층은 상기 기판 상의 전기 전도성 표면 상에 제공된다.
사용 시 셔터 요소는 하전 입자 빔이 셔터 요소를 일시적으로 통과하게 하고 하전 입자 빔을 일시적으로 차단하기 위해 배치된다는 것을 유의한다.
하전 입자 빔이 셔터 요소를 통과하게 되는 상황에서, 하전 입자 빔은 적어도 상기 셔터 요소의 에지를 따라 또는 어퍼처를 통해 통과한다. 셔터 요소가 이 상황에서 전류 제한 요소로서도 기능하도록 구성되는 경우, 흡수층은 바람직하게는 에지 또는 어퍼처로부터 이격되어 배치된다. 하지만, 이 상황에서 셔터 요소가 전류 제한 요소로서 작용하지 않도록 구성되는 경우, 특히 하전 입자 빔이 어퍼처의 에지 또는 원주로부터 이격되는 경우, 흡수층은 어퍼처의 원주까지 또는 에지까지 배치될 수 있다.
셔터 요소는 제 1 실시형태의 하전 입자 차단 요소에 의해 실현될 수 있다.
제 3 실시형태의 셔터 요소는 제 1 실시형태에 따른 하전 입자 차단 요소의 실시예들 및/또는 대안예들 중 1 이상과 조합될 수 있다.
제 4 실시형태에 따르면, 본 발명은 타겟 상으로 하전 입자 빔을 투영하기 위한 노광 장치를 제공하며, 상기 노광 장치는 하전 입자 빔을 형성하고 타겟 상으로 하전 입자 빔을 투영하기 위한 하전 입자 광학 장치를 포함하고, 하전 입자 광학 장치는 하전 입자 빔을 생성하는 하전 입자 소스 및 제 1 실시형태에 따른 하전 입자 차단 요소 -이 하전 입자 차단 요소는 하전 입자 소스로부터 하전 입자 빔의 적어도 일부를 차단할 수 있게 함- , 상기 하전 입자 빔의 하전 입자 전류를 제한하도록 배치되는 제 2 실시형태에 따른 전류 제한 요소, 및/또는 제 3 실시형태에 따른 셔터 요소를 포함한다.
일 실시예에서, 하전 입자 차단 요소, 전류 제한 요소, 및/또는 셔터 요소의 흡수층은 장치 내에서 하전 입자 소스 및/또는 후방산란 및/또는 이차 전자들의 소스를 향하는 기판의 표면에 배치된다.
일 실시예에서, 하전 입자 차단 요소는 노광 장치의 전류 제한 어퍼처 또는 전류 제한 어퍼처 어레이로서 배치되는 1 이상의 어퍼처를 포함한다.
일 실시예에서, 하전 입자 차단 요소 및/또는 전류 제한 요소는 하전 입자 빔을 다수의 하전 입자 빔들로 분할하기 위한 어퍼처들의 어레이를 포함한다. 따라서, 하전 입자 차단 요소 및/또는 전류 제한 요소는 큰 직경의 단일 빔으로부터 다수의 하전 입자 빔들을 생성하는 데 사용될 수 있다. 통상적인 적용들은 하전 입자 다수-빔 리소그래피 시스템, 하전 입자 다수-빔 검사 시스템, 및 하전 입자 다수-빔 현미경이다.
일 실시예에서, 하전 입자 광학 장치는 하전 입자 빔을 하전 입자 차단 요소 상으로 편향시키기 위한 변조 편향기(modulation deflector)를 포함하고, 변조 편향기 및 하전 입자 차단 요소는 하전 입자 빔으로 하여금, 하전 입자 빔이 편향기에 의해 편향되지 않을 때 하전 입자 차단 요소의 어퍼처를 통과하게 하고, 하전 입자 빔이 편향기에 의해 편향될 때 하전 입자 차단 요소에 의해 하전 입자 빔을 적어도 부분적으로 차단하게 하도록, 또는 그 반대로 배치된다. 따라서, 이 실시예의 하전 입자 차단 요소는 하전 입자 빔을 변조하기 위해, 특히 하전 입자 빔의 온 또는 오프 스위칭을 위해 사용된다. 통상적인 적용들은 하전 입자 (다수-)빔 리소그래피 시스템이다.
제 5 실시형태에 따르면, 본 발명은 앞서 설명된 바와 같은 노광 장치 또는 그 실시예를 포함하는 하전 입자 리소그래피 시스템을 제공한다.
제 6 실시형태에 따르면, 본 발명은 앞서 설명된 바와 같은 노광 장치 또는 그 실시예를 포함하는 하전 입자 검사 시스템 또는 하전 입자 현미경을 제공한다.
제 7 실시형태에 따르면, 본 발명은 앞서 설명된 바와 같은 노광 장치를 사용하여 타겟 상으로 하전 입자 빔을 투영하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 하전 입자 소스로부터 하전 입자 빔의 적어도 일부를 차단하는 단계를 포함하고, 차단되는 하전 입자 빔의 적어도 일부는 하전 입자 차단 요소 또는 전류 제한 요소의 흡수층 상으로 떨어진다.
제 8 실시형태에 따르면, 본 발명은 앞서 설명된 바와 같은 노광 장치에 의해 반도체 디바이스를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은:
- 상기 하전 입자 광학 장치의 하류에 웨이퍼를 배치하는 단계;
- 상기 하전 입자 광학 장치에 의해 생성, 성형 및/또는 변조되는 하전 입자 빔에 의해 상기 웨이퍼 상에 이미지 또는 패턴을 투영하는 것을 포함하여 상기 웨이퍼를 처리하는 단계; 및
- 상기 처리된 웨이퍼에 의해 반도체 디바이스를 생성하기 위해 후속 단계들을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 처리된 웨이퍼로부터 반도체 디바이스를 제조하는 후속 단계들은 반도체 디바이스들을 제조하는 기술 분야에서 알려져 있다. 다수의 상기 후속 단계들은, 예를 들어 출원인의 미국 특허 출원 US 2014/0176920 A1에 설명되어 있다.
제 9 실시형태에 따르면, 본 발명은 앞서 설명된 바와 같은 노광 장치에 의해 타겟을 검사하는 방법을 제공하며, 상기 방법은:
- 상기 하전 입자 광학 장치의 하류에 상기 타겟을 위치시키는 단계;
- 상기 타겟을 향해, 상기 하전 입자 광학 장치에 의해 생성 및 성형되는 하전 입자 빔을 지향하는 단계;
- 타겟 상의 하전 입자 빔의 입사 시, 상기 타겟에 의해 투과, 방출 및/또는 반사되는 하전 입자들을 검출하는 단계; 및
- 하전 입자들을 검출하는 단계로부터의 데이터에 의해 상기 타겟을 검사하기 위해 후속 단계들을 수행하는 단계를 포함한다.
앞서 설명된 상이한 실시예들은 조합될 수 있다. 본 명세서에서 설명되고 도시되는 다양한 실시형태들 및 특징들은 가능하다면 언제나 개별적으로 적용될 수 있다. 이 개별적인 실시형태들, 특히 첨부된 종속 청구항들에서 설명되는 실시형태들 및 특징들은 특허 분할 출원들의 대상이 될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면들에 나타낸 예시적인 실시예들에 기초하여 설명될 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치의 개략적인 개요도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 현미경 또는 검사 장치의 개략적인 개요도;
도 3은 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소의 일 실시예의 개략적인 단면도;
도 4는 하전 입자 차단 요소에 의한 하전 입자의 차단을 개략적으로 예시하는 도면;
도 5는 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소의 일부의 일 실시예의 개략적인 단면도;
도 6은 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소의 일부의 또 다른 실시예의 개략적인 단면도;
도 7은 도 6의 실시예에 따른 하전 입자 차단 요소의 제 2의 개략적인 단면도;
도 8은 일 실시예에 따른 냉각 채널들이 제공되는 하전 입자 차단 요소의 개략적인 단면도;
도 9는 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소의 일 실시예의 개략적인 평면도;
도 10a는 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소의 또 다른 실시예의 개략적인 평면도;
도 10b는 도 10a의 라인 VII-VII을 따른 개략적인 단면도;
도 11은 반도체 디바이스를 제조하는 방법을 개략적으로 예시하는 도면; 및
도 12는 타겟을 검사하는 방법을 개략적으로 예시하는 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 장치의 개략적인 개요도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 현미경 또는 검사 장치의 개략적인 개요도;
도 3은 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소의 일 실시예의 개략적인 단면도;
도 4는 하전 입자 차단 요소에 의한 하전 입자의 차단을 개략적으로 예시하는 도면;
도 5는 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소의 일부의 일 실시예의 개략적인 단면도;
도 6은 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소의 일부의 또 다른 실시예의 개략적인 단면도;
도 7은 도 6의 실시예에 따른 하전 입자 차단 요소의 제 2의 개략적인 단면도;
도 8은 일 실시예에 따른 냉각 채널들이 제공되는 하전 입자 차단 요소의 개략적인 단면도;
도 9는 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소의 일 실시예의 개략적인 평면도;
도 10a는 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소의 또 다른 실시예의 개략적인 평면도;
도 10b는 도 10a의 라인 VII-VII을 따른 개략적인 단면도;
도 11은 반도체 디바이스를 제조하는 방법을 개략적으로 예시하는 도면; 및
도 12는 타겟을 검사하는 방법을 개략적으로 예시하는 도면이다.
도 1은 타겟(110) 상으로 1 이상의 하전 입자 빔을 투영하는 노광 장치(100)의 일 예시의 개략적인 개요도를 나타낸다. 이러한 노광 장치는 하전 입자 다수-빔 리소그래피 시스템, 하전 입자 다수-빔 검사 시스템, 또는 하전 입자 다수-빔 현미경의 일부일 수 있다. 특히, 이는 전자 빔 시스템일 수 있지만, 교시는 다른 타입들의 하전 입자들에도 적용된다.
도 1에 나타낸 바와 같은 노광 장치(100)는 하전 입자 매크로 빔(111)을 생성하기 위한 하전 입자 소스(101)를 포함하는 하전 입자 광학 장치를 포함한다. 이 특정 예시에서의 하전 입자 소스(101)는 발산하는 하전 입자 매크로 빔을 생성하도록 배치되며, 이는 하전 입자 매크로 빔(111)을 포커싱 및/또는 시준하는 콜리메이터 렌즈(102)로 지향된다. 일부 실시예들에서, 하전 입자 소스(101)는 전자 소스이다.
콜리메이터 렌즈(102)의 하류에, 하전 입자 광학 장치는 하전 입자 매크로 빔(111)을 복수의 하전 입자 빔들(112)로 분할하기 위한 어퍼처들(1041)의 어레이를 포함하는 어퍼처 어레이 요소(104)를 포함한다. 어퍼처 어레이(104)는 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소를 포함하고, 이는 본 실시예에서 전류 제한 요소이다. 하전 입자 차단 요소는 어퍼처들(1041)의 어레이를 포함하는 기판(1042)을 포함하고, 붕소, 탄소 또는 베릴륨을 포함하는 흡수층(1043)이 제공된다. 흡수층(1043)은 하전 입자 소스(101)와 대면하는 기판(1042)의 표면 상에 배치된다. 도 1에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 시준된 매크로 빔(111)은 어퍼처 어레이 요소(104), 특히 그 흡수층(1043)에 입사하고, 이는 시준된 매크로 빔(111)의 일부를 차단하는 한편, 어퍼처들(1041)을 통과하는 매크로 빔의 부분에 의해 복수의 하전 입자 빔들(112)을 형성한다. 도 1의 예시에서, 명확성을 이유로 3 개의 빔들(112)만이 도시되었지만, 빔의 수는 일반적으로 수백, 수천 또는 심지어 수만의 범위 내에 있다.
본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소는 전류 제한 요소로서, 특히 앞서 설명된 바와 같이 어퍼처 어레이 요소(104)와 사용하는 것이 특히 유리한 것으로 밝혀졌다. 대안적으로 또는 추가적으로, 하전 입자 차단 요소는 아래에서 설명되는 바와 같이 장치 내의 다른 위치들에 적용될 수 있다.
더 타겟(110)을 향하면, 하전 입자 광학 장치는 하전 입자 빔들(112) 각각으로부터 복수의 하전 입자 서브-빔들(115)을 생성하기 위한 변조 어퍼처 어레이(105)를 포함한다. 어퍼처 어레이(104)와 변조 어퍼처 어레이(105) 사이에, 집광 렌즈 어레이(103)(또는 집광 렌즈 어레이들의 세트)가 제공되어 변조 어퍼처 어레이(105)의 하류에 위치되는 빔 스톱 어레이(108)의 대응하는 개구부 상에 하전 입자 빔들(112)을 포커싱한다.
이 예시에서, 어퍼처 어레이(105)는 각각의 하전 입자 빔(112)으로부터 3 개의 서브-빔들(115, 116)을 생성하는 것으로 예시되어 있다. 실제로, 각각의 하전 입자 빔(112)으로부터 생성되는 서브-빔들(115)의 수는 일반적으로 3보다 훨씬 크다. 실제적인 실시예에서, 약 50 개의 서브-빔들(예를 들어, 7x7 어퍼처 어레이에 의해 생성되는 49 개의 서브-빔들)이 각각의 하전 입자 빔(112)으로부터 생성된다. 다른 실시예들에서, 200 이상의 서브-빔들이 생성될 수 있다.
또한, 변조 어퍼처 어레이(105)는 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소 또는 전류 제한 요소를 포함할 수 있다. 하지만, 이는 도 1에 자세히 도시되지 않는다.
하전 입자 광학 장치의 일부인 변조 어퍼처 어레이(105)는 편향기들의 어레이를 포함하며, 이는 빔 스톱 어레이(108)에 의해 차단되도록 하전 입자 서브-빔들(116)을 개별적으로 편향시키거나, 또는 하전 입자 서브-빔들(115)로 하여금 편향되지 않아 빔 스톱 어레이(108)의 대응하는 어퍼처를 통과하게 하도록 구성된다.
빔 스톱 어레이(108)는 하전 입자 서브-빔들(115)로 하여금 변조 어퍼처 어레이(105)에 의해 편향되지 않을 때 통과하게 하도록 배치되는 어퍼처들(1081)의 어레이를 포함한다. 변조 어퍼처 어레이(105)에 의해 편향되는 하전 입자 서브-빔들(116)은 하전 입자 소스(101)와 대면하는 빔 스톱 어레이(108)의 표면 상으로 지향되어 빔 스톱 어레이(108)에 의해 차단된다. 이 예시에서, 빔 스톱 어레이(108)는 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소를 포함하고, 이는 어퍼처들(1081)을 포함하고 붕소, 탄소 또는 베릴륨을 포함하는 재료의 흡수층(1083)이 제공되는 기판(1082)을 포함한다. 흡수층(1083)은 하전 입자 소스(101)를 대면하고 차단될 서브-빔들(116)을 수용하는 기판(1082)의 표면 상에 배치된다. 도 1에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 흡수층(1083)은 빔 스톱 어레이(108)의 어퍼처들(1081)로부터 이격되어, 및 그 부근에 배치된다.
후속하여, 하전 입자 광학 장치는 빔 스톱 어레이(108)를 통과한 하전 입자 서브-빔들(115)을 타겟(110)의 표면 상으로 투영하기 위한 투영 렌즈 또는 투영 렌즈 어레이(109)를 포함한다. 또한, 하전 입자 광학 장치는 상기 타겟(110)을 노광하면서 타겟(110)의 표면에 걸쳐 서브-빔들(115)을 스캐닝하기 위한 1 이상의 스캐닝 편향기 어레이들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
하전 입자 다수-빔 리소그래피 시스템, 하전 입자 다수-빔 검사 시스템 또는 하전 입자 다수-빔 현미경에서, 타겟(110)은 일반적으로 하전 입자 광학 장치에 대해 타겟(110)을 정확하게 위치시키고 이동시키는 스테이지(120) 위에 배치된다.
도 1에 명확히 나타낸 바와 같이, 흡수층(1043, 1083)을 갖는 기판들(1042, 1082)은 하전 입자 소스(101)로부터의 하전 입자 빔(111, 116)의 적어도 일부를 차단하도록 배치되며, 차단되는 하전 입자 빔(111, 116)의 적어도 일부는 적어도 부분적으로 하전 입자 차단 요소의 흡수층(1043, 1083) 상으로 떨어진다. 따라서, 하전 입자 차단 요소들 위의 하전 입자 빔(들)에서의 총 전류는 하전 입자 차단 요소들 아래의 하전 입자 빔(들)에서의 총 전류보다 높다. 하전 입자 차단 요소들, 특히 어퍼처 어레이(104), 변조 어퍼처 어레이(105) 및 빔 스톱 어레이(108)는 노광 장치(1)의 전류 제한 요소들이다.
일부 실시예들에서, 적어도 그 일부가 어퍼처 어레이(104)에 근접하는 콜리메이터 렌즈(102)는 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소를 포함할 수 있으며, 이는 흡수층(1022)이 제공되고 매크로 빔(111)의 통과를 위한 적어도 하나의 어퍼처를 포함하는 기판(1021)을 포함한다. 나타낸 실시예에서, 흡수층(1022)은 어퍼처 어레이(104)를 대면하는 기판(1021)의 표면 상에 배치되는데, 이는 어퍼처 어레이(104)가 사용 시 어퍼처들(1041)을 통과하지 않는 하전 입자 빔의 부분으로부터 후방산란된 하전 입자들 및/또는 어퍼처 어레이 요소(104) 상의 하전 입자 빔(111)의 입사에 의해, 예를 들어 시스템 내의 다른 구성요소들에 입사하고 후방산란되는 이 하전 입자들에 의해 하전 입자 광학 장치에서 생성될 수 있는 이차 전자들에 대한 하전 입자 소스로서 기능할 수 있기 때문이다.
또한, 적어도 그 일부가 변조 어퍼처 어레이(105)에 가장 가까운 집광 렌즈 어레이(103)는 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소를 포함할 수 있으며, 이는 적어도 하나의 어퍼처 및 붕소, 탄소 또는 베릴륨의 흡수층(114)을 포함하는 기판(113)을 포함한다. 흡수층(114)은, 사용 시 변조 어퍼처 어레이(105) 상의 하전 입자 빔들(112)의 입사 시에 하전 입자 광학 장치에서 생성될 수 있는 후방산란 및/또는 이차 전자들의 소스로서 기능할 수 있는 변조 어퍼처 어레이(105)를 대면하는 기판(113)의 표면 상에 배치된다.
또한, 하전 입자 차단 요소는 실질적으로 수평으로 이동가능한 방식으로 하전 입자 소스(101)와 콜리메이터 렌즈(102) 사이에 배치되는 셔터(107)로서 사용되어, 소스 셔터로서 기능할 수 있다. 이 경우, 하전 입자 차단 요소에는 전형적으로 어퍼처가 제공되지 않는다. 하전 입자 빔 경로로 이를 이동시킴으로써, 하전 입자 소스(101)로부터의 하전 입자 빔이 차단되어, 예를 들어 하전 입자 소스의 하류에 있는 요소들의 위치 조정 및/또는 교체 동안, 하전 입자 빔 소스를 끄지 않고 하전 입자 빔을 일시적으로 멈출 수 있게 한다.
또한, 하전 입자 차단 요소는 변조 어퍼처 어레이(105)와 빔 스톱 어레이(108) 사이에 위치되는 빔 셔터로서 기능하는 셔터(108)로서 사용될 수도 있다. 이러한 셔터는, 예를 들어 최적으로 기능하지 않는 변조 어퍼처 어레이(105)의 경우에 1 이상의 빔 그룹(115, 116)을 차단하는 데 적용된다. 이 셔터는 어퍼처들이 제공되지 않은 하전 입자 차단 요소에 의해 실현될 수 있고, 하전 입자 빔 경로들로 진입하여 1 이상의 하전 입자 빔 그룹(115, 116)을 차단할 수 있다. 대안적으로, 하전 입자 차단 요소에는 하전 입자 빔들(115, 116)의 1 이상의 그룹을 선택적으로 차단하는 한편 하전 입자 빔들(115, 116)의 다른 그룹들의 통과를 허용할 수 있게 하는 1 이상의 어퍼처가 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소를 포함하는 하전 입자 검사 시스템 또는 현미경, 예를 들어 전자 현미경을 개략적으로 나타낸다. 이러한 현미경 및 검사 시스템은, 예를 들어 반도체 디바이스 제조에서 폭넓은 범위의 적용들을 가질 수 있다. 상기 장치는 하전 입자 빔(202)을 생성하는 하전 입자 소스(201) 및 검사되거나 분석될 샘플이라고도 하는 타겟(210) 상으로 하전 입자 빔(202)을 투영하는 하전 입자 광학기(203)를 포함한다. 타겟(210)은 전형적으로 하전 입자 광학기(203)에 대해 이동가능한 스테이지(도시되지 않음) 상에 배치된다. 하전 입자 광학기(203)는 당업계에 알려진 바와 같이 하전 입자 빔에 영향을 미치기 위한 정전기 및/또는 전자기 렌즈 요소들을 포함하는 다양한 하전 입자 광학 요소들 및 구성요소들을 포함한다. 일부 시스템들에서, 하전 입자 빔(202)은 타겟 상으로 지향되는 복수의 개별 빔들(도시되지 않음)로 분할된다. 하전 입자 빔과 타겟(210)의 상호작용으로부터 발생하는 다양한 신호들(206, 207)을 검출하기 위해 1 이상의 상이한 검출기(204, 205)가 제공된다. 이러한 신호들은, 예를 들어 이차 전자, 오제 전자(Auger electrons), 후방산란된 하전 입자, X-선, 음극선 발광 등을 포함한다.
또한, 검사 시스템은 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소에 의해 실현되는 셔터 요소(10)를 포함한다. 셔터 요소(10)는 하전 입자 소스를 일시적으로 차단하도록 배치된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명의 하전 입자 차단 요소는 하전 입자 광학기(203) 내에, 예를 들어 전류 제한 요소로서 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 셔터 요소(10)는 하전 입자 광학기 및/또는 검출기 영역을 타겟 공간으로부터 일시적으로 폐쇄하기 위해 배치될 수 있다.
알려진 검사 시스템들 및/또는 전자 현미경들의 예시들은 US 7,732,762 B2, US 6,844,550 B1, 및 A.L. Eberle 외의 "High-resolution, high-throughput imaging with a multibeam scanning electron microscope"(Journal of Microscopy, Vol. 259, Issue 2, 2015, pp. 114-120)에서 찾아볼 수 있다. 앞선 내용에 따르면, 이 시스템들에서 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소는, 예를 들어 전자 소스 또는 전자총의 하류에서 셔터로서, 및/또는 어퍼처 어레이, 빔 스플리터 또는 빔 제한 어퍼처로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소의 다양한 실시예들이 도 3 내지 도 10에 예시되고 아래에서 설명된다. 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 하전 입자 차단 요소들은 이 실시예들 중 여하한의 1 이상에 따른 하전 입자 차단 요소들일 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 하전 입자 차단 요소(10)의 개략적인 단면도를 나타낸다. 하전 입자 차단 요소(10)는 흡수층(13)이 제공되는 전기 전도성 표면을 갖는 기판(11)을 포함한다. 나타낸 실시예에서, 전기 전도성 표면은 기판(11)의 표면 상에 적용되는 전기 전도성 층(14)에 의해 제공된다. 흡수층(13)은 후속하여 전도성 층(14) 상에 적용된다. 흡수층(13)은 유리하게는 붕소 층 또는 질화붕소 층이지만, 예를 들어 탄소(C) 또는 베릴륨(Be)을 포함하는 다른 재료들이 사용될 수도 있다. 기판(11)은 실리콘 기판일 수 있고, 전기 전도성 층(14)은 몰리브덴 층일 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 흡수층의 두께가 중요하다. 도 4는 흡수층(13)이 제공되는 전기 전도성 기판(11)을 포함하는 하전 입자 차단 요소 상에 부딪치는 전자의 경로를 개략적으로 예시한다. 유사한 상황이 도 3에 예시된 요소에 적용된다. 전자(e-)는 하전 입자 차단 요소(10')의 표면에 부딪친다. 전자(e-)가 흡수층(13)에 부딪침에 따라, 이는 이 층에 의해 흡수될 수 있다. 전자가 흡수됨에 따라, 이는 흡수층으로 진입한다. 전자가 아래놓인 표면(12)에 의해 후방산란되는 것보다 층으로 흡수될 가능성이 높기 위해서는, 흡수층이 충분히 두꺼워야 한다. 전자의 흡수의 결과로서 흡수층(13)에서의 전하 축적을 회피하기 위해, 전하는 흡수층으로부터 제거되어야 한다. 앞서 설명된 바와 같이, 예를 들어 붕소를 포함하는 층은 전형적으로 열악한 도체이다. 층이 충분히 얇은 경우, 전자 전하는 흡수층을 통과하고, 이 예시에서 전기 접지에 연결되는 전기 전도성 기판(11)의 표면(12)에 도달할 것이다. 흡수층을 통한 아래놓인 전기 전도성 표면으로의 전하 수송의 가능성은 흡수층의 두께가 증가함에 따라 감소한다. 본 발명자들은 흡수층의 두께가 수백 나노미터, 예를 들어 약 200 nm이어야 한다는 것을 발견하였다.
도 5는 하전 입자 차단 요소(20)의 개략적인 단면도를 나타낸다. 이 하전 입자 차단 요소는, 예를 들어 하전 입자 소스로부터의 하전 입자 빔의 적어도 일부를 차단하기 위해 사용될 수 있다. 하전 입자 차단 요소(20)는 전류 제한 요소로서 사용될 수 있으며, 어퍼처(22)는 전류 제한 어퍼처로서 기능한다. 하전 입자 차단 요소(20)는 적어도 하나의 어퍼처(22)를 포함하는 실질적으로 평평한 기판(21)을 포함한다. 기판(21)에는 붕소, 탄소 또는 베릴륨을 포함하는 재료의 흡수층(23)이 제공된다. 바람직하게는, 흡수층(23)은 붕소, 질화붕소 또는 탄화규소의 코팅이다. 흡수층(23)은 상기 기판(21) 상의 영역을 실질적으로 덮도록 배치되며, 이 영역은 적어도 사용 시
예를 들어, 도 1의 어퍼처 어레이(104) 및/또는 빔 스톱 어레이(108) 상에서 하전 입자 소스(101)를 대면하여, 또는
*예를 들어, 각각 콜리메이터 렌즈(102)의 일부 및/또는 집광 렌즈 어레이(103)의 일부로서, 어퍼처 어레이(104) 또는 변조 어퍼처 어레이(105)를 대면하여 배치되는 상기 기판의 일부를 포함한다.
이 실시예에 따른 기판(21)은 전기 전도성 재료를 포함하며, 이는 흡수층(23)으로부터의 전하의 제거를 가능하게 한다. 사용 시, 이러한 기판(21)은 연결부(25)를 통해 제어된 전위 또는 접지 전위(26)에 적절하게 연결되어, 상기 기판(21)을 통한 전기 전도를 통해 흡수층(23)에서의 전하의 제거를 가능하게 한다. 또한, 이 실시예의 의미 내에서 전기 전도성 재료는 고농도로 도핑된 반도체 재료를 포함할 수 있다는 것을 유의한다. 따라서, 기판(21)은 예를 들어 고농도로 도핑된 실리콘 웨이퍼를 포함할 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 하전 입자 차단 요소(30)의 개략적인 단면도를 나타낸다. 하전 입자 차단 요소(30)는 적어도 하나의 어퍼처(32)를 포함하는 실질적으로 평평한 기판(31)을 포함한다. 기판(31)에는 붕소, 탄소 또는 베릴륨을 포함하는 재료의 흡수층(33)이 제공된다. 바람직하게는, 흡수층(33)은 붕소, 질화붕소 또는 탄화규소의 코팅이다. 흡수층(33)은 상기 기판(31) 상의 영역을 실질적으로 덮도록 배치되며, 이 영역은 적어도 상기 기판의 일부를 포함하고, 사용 시 도 5의 하전 입자 차단 요소에 대해 설명된 것과 유사한 방식으로 배치될 수 있다.
이 실시예에 따른 하전 입자 차단 요소(30)에는 전기 전도성 층(34)이 제공된다. 전기 전도성 층(34)은 기판(31)과 흡수층(33) 사이에 배치된다. 사용 시, 전기 전도성 층(34)은 도 7의 다수 어퍼처들(32)을 갖는 하전 입자 차단 요소(30)에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 연결부(35)를 통해 제어된 전위 또는 접지 전위(36)에 연결된다. 전기 전도성 층(34)을 접지 전위(36)에 연결하는 것이 전기 전도성 층(34)을 통한 전기 전도를 통해 흡수층(33)으로부터 전하를 제거할 수 있게 한다. 전기 전도성 층(34)은, 예를 들어 몰리브덴 또는 크롬을 포함한다. 도 6에는 단 하나의 어퍼처(32)만이 예시되어 있지만, 하전 입자 차단 요소는 도 7에 예시된 바와 같이 복수의 어퍼처들(32)을 포함할 수 있다.
특히, 도 7에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 다수 어퍼처들(32)을 갖는 하전 입자 차단 요소(30)에 대해, 기판(31)은 Si 웨이퍼를 포함하는 것이 바람직하며, 이는 쉽게 이용가능하고 잘-정의된 두께를 갖는 매우 평평하고 기계적으로 견고한 기판을 제공한다.
도 8은 하전 입자 차단 요소(40)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 하전 입자 차단 요소(40)는 적어도 하나의 어퍼처(42), 바람직하게는 복수의 어퍼처들(42)을 포함하는 실질적으로 평평한 기판(41)을 포함한다. 기판(41)에는 붕소, 탄소 또는 베릴륨을 포함하는 재료의, 바람직하게는 붕소, 질화붕소 또는 탄화규소의 코팅인 흡수층(43)이 제공된다. 흡수층(43)은 상기 기판(41) 상의 영역을 실질적으로 덮도록 배치되며, 이 영역은 적어도 상기 기판의 일부를 포함하고, 사용 시 통상적으로 도 5의 하전 입자 차단 요소에 대해 설명된 것과 유사한 방식으로 배치된다.
이 실시예에 따른 하전 입자 차단 요소(40)에는 기판(41)을 냉각하기 위한 1 이상의 냉각 도관(45)이 제공된다. 냉각 도관들(45)은 기판(41)과, 및/또는 또 다른 전기 및/또는 열 전도성 층(46)과 열적으로 접촉하여 배치된다.
또 다른 전도성 층(46)은 흡수층(43) 및 냉각 도관들(45)과 접촉하여 배치되며, 흡수층(43)으로부터 냉각 도관들(45)로의 열전도 경로를 제공하기 위해 높은 열 전도도를 갖는 재료를 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 또 다른 전도성 층(46)은 흡수층(43) 및/또는 기판(41)과 흡수층(43) 사이에 배치되는 전기 전도성 층(44)으로부터, 사용 시 접지 전위(47)에 연결되는 냉각 도관들(45)로의 전기 전도성 경로를 제공하기 위해 높은 전기 전도도를 갖는 재료를 포함할 수 있다.
도 8에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 냉각 도관들(45)은 흡수층(43)으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 기판(41)의 측에 배치된다. 하지만, 냉각 도관들(45)은 흡수층(43)과 동일한 기판(41)의 측에, 바람직하게는 어퍼처들(42)로부터 이격되는 위치에 배치될 수도 있다. 이러한 배치에서, 흡수층(43)은 냉각 도관들(45)과 직접 접촉하여 배치될 수 있으며, 도 8의 예시에서와 같은 또 다른 전도성 층(46)이 필요하지 않다.
도 9는 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소(50)의 일 실시예의 개략적인 평면도를 나타낸다. 하전 입자 차단 요소(50)는 어레이 영역(52)에 배치되는 어퍼처들의 어레이(56)를 포함하는 실질적으로 평평한 기판(51)을 포함한다. 기판(51)은 전기 전도성 층으로서 몰리브덴의 코팅(53)이 제공되는 실리콘 웨이퍼이다. 몰리브덴 코팅(53)의 위에, 붕소의 코팅(54)이 흡수층으로서 배치된다. 도 9에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 흡수층, 특히 붕소 코팅(54)은 어퍼처 어레이(56)의 어퍼처들로부터 이격되어 배치된다. 특히, 붕소 코팅(54)은 어레이 영역(52)으로부터 이격되어 배치된다. 흡수층(54)은 하나의 단일 영역으로서 배치될 수 있거나, 또는 이는 흡수층 또는 코팅으로 덮이지 않은 전기 전도성 코팅(53)의 부분들(55)에 의해 분리되는 복수의 영역들에 의해 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 하전 입자 차단 요소(50)는 매크로-빔으로부터 복수의 하전 입자 빔들을 형성하는 어퍼처 어레이 요소(104)로서, 특히 하전 입자 노광 시스템(100)의 어퍼처 어레이 요소(104)로서 사용된다. 어퍼처 어레이 요소(104)로서 사용될 때 하전 입자 차단 요소(50) 상의 매크로-빔(111)의 단면의 일 예시가 원(57)으로 표시된다. 알 수 있는 바와 같이, 빔의 대부분이 흡수층(54)에 의해 덮이는 영역에 떨어진다. 즉, 하전 입자 빔의 차단된 부분의 대부분이 흡수층(54)에 부딪치고 이에 의해 흡수된다.
도 10a는 본 발명에 따른 하전 입자 차단 요소(60)의 또 다른 실시예의 개략적인 평면도를 나타낸다. 도 10b는 도 10a의 라인 VII-VII을 따른 개략적인 단면도를 나타낸다.
하전 입자 차단 요소(60)는 상이한 어레이 영역들(62)에 배치되는 복수의 어퍼처 어레이들을 포함하는 실질적으로 평평한 기판(61)을 포함한다. 기판(61)은 전기 전도성 층으로서 몰리브덴의 코팅(63)이 제공되는 실리콘 웨이퍼이다. 몰리브덴 코팅(63)의 위에, 붕소의 코팅(64)이 흡수층으로서 배치된다. 도 10a 및 도 10b에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 흡수층(64)은 어퍼처 어레이의 어퍼처들로부터 이격되어 배치된다. 특히, 붕소 코팅(64)은 어레이 영역들(62)로부터 이격되어 배치된다. 또한, 도 10a 및 도 10b에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 붕소 코팅(64)은 어레이 영역들(62) 사이의 영역들(65)에서 적어도 부분적으로 연장된다.
흡수층(64)은 하나의 단일 영역으로서 배치될 수 있거나, 또는 이는 흡수층 또는 코팅으로 덮이지 않은 전기 전도성 코팅(63)의 부분들(66)에 의해 분리되는 복수의 영역들에 의해 제공될 수 있다.
이 하전 입자 차단 요소(60)는, 예를 들어 하전 입자 매크로 빔을 복수의 하전 입자 빔들로 분할하는 어퍼처 어레이로서 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 이는 도 1에 예시된 바와 같은 하전 입자 노광 시스템의 어퍼처 어레이 요소(104)에 채택된다. 어퍼처 어레이(104)로서 사용될 때 하전 입자 차단 요소(60) 상의 매크로-빔(111)의 단면의 일 예시가 원(67)으로 표시된다. 알 수 있는 바와 같이, 차단된 빔의 대부분이 흡수층(64)에 의해 차단된다.
도 11은 앞서 설명된 바와 같은 노광 장치에 의해 반도체 디바이스를 제조하는 방법(80)의 단계들을 개략적으로 예시한다. 제 1 단계(81)에서, 웨이퍼는 상기 하전 입자 광학 장치의 하류에 배치된다. 제 2 단계(82)에서, 웨이퍼가 처리되며, 상기 하전 입자 광학 장치에 의해 생성, 성형 및/또는 변조되는 하전 입자 빔에 의해 상기 웨이퍼 상에 이미지 또는 패턴을 투영하는 것을 포함한다. 제 3 단계(83)에서, 처리된 웨이퍼로부터 반도체 디바이스를 생성하기 위해 후속 단계들이 수행된다. 이러한 후속 단계들은 당업계에 알려져 있다.
도 12는 앞서 설명된 바와 같은 노광 장치 또는 검사 시스템에 의해 타겟을 검사하는 방법(90)의 단계들을 개략적으로 예시한다. 제 1 단계(91)에서 하전 입자 광학 장치의 하류에 타겟이 위치되고, 제 2 단계(92)에서 상기 하전 입자 광학 장치에 의해 생성되고 성형되는 하전 입자 빔이 타겟을 향해 지향된다. 제 3 단계(93)에서, 타겟 상의 하전 입자 빔의 입사 시 상기 타겟에 의해 투과, 방출 및/또는 반사되는 하전 입자들이 검출된다. 제 4 단계(94)에서, 하전 입자들을 검출하는 단계 동안 수집된 데이터에 의해 상기 타겟을 검사하기 위해 후속 단계들이 수행된다.
앞선 설명은 바람직한 실시예들의 작동을 예시하도록 의도되며 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아님을 이해하여야 한다. 앞선 논의로부터, 본 발명의 범위에 의해 포함되는 많은 변형예들이 당업자에게 명백할 것이다.
조항
C1. 하전 입자를 차단하기 위한 하전 입자 차단 요소에 있어서,
하전 입자 차단 요소는 기판을 포함하고, 기판의 표면의 적어도 일부분에는 붕소(B), 탄소(C) 또는 베릴륨(Be)을 포함하는 흡수층이 제공되며, 상기 흡수층은 전기 전도성 표면 상에 제공되는 하전 입자 차단 요소.
C2. C1 항에 있어서, 상기 흡수층은 상기 흡수층 아래에 위치되는 상기 기판의 부분으로부터의 상기 하전 입자들의 후방산란을 방지하기에 충분한 두께를 갖고, 상기 전기 전도성 표면에 의해 상기 하전 입자들의 전하가 수용되기에 충분히 얇은 하전 입자 차단 요소.
C3. C1 항 또는 C2 항에 있어서, 상기 흡수층은 100 nm 내지 500 nm의 두께를 갖는 하전 입자 차단 요소.
C4. C3 항에 있어서, 상기 흡수층은 150 내지 250 nm의 두께를 갖는 하전 입자 차단 요소.
C5. 앞선 항들 중 어느 하나에 있어서, 상기 흡수층은 붕소 층, 질화붕소 층 또는 탄화규소 층인 하전 입자 차단 요소.
C6. 앞선 항들 중 어느 하나에 있어서, 기판의 적어도 일부는 전기 전도성인 하전 입자 차단 요소.
C7. C6 항에 있어서, 기판은 전압 공급기 또는 접지 전위에 전기 전도성인 기판의 적어도 일부를 연결하는 연결부를 포함하는 하전 입자 차단 요소.
C8. 앞선 항들 중 어느 하나에 있어서, 기판에는 전기 전도성 층이 제공되며, 전기 전도성 층은 기판과 흡수층 사이에 적어도 부분적으로 배치되는 하전 입자 차단 요소.
C9. C8 항에 있어서, 전기 전도성 층은 몰리브덴(Mo) 또는 크롬(Cr)을 포함하는 하전 입자 차단 요소.
C1O. C8 항 또는 C9 항에 있어서, 전기 전도성 층에 연결되는 전기 전도성 연결부를 포함하는 하전 입자 차단 요소.
Cll. 앞선 항들 중 어느 하나에 있어서, 기판은 실리콘(Si) 웨이퍼를 포함하는 하전 입자 차단 요소.
C12. 앞선 항들 중 어느 하나에 있어서, 상기 기판에는 하전 입자들의 통과를 허용하는 적어도 하나의 어퍼처가 제공되는 하전 입자 차단 요소.
C13. C12 항에 있어서, 기판에는 복수의 어퍼처들이 제공되며, 상기 어퍼처들은 1 이상의 어퍼처 어레이를 형성하도록 배치되고, 상기 1 이상의 어퍼처 어레이 각각은 상기 기판의 대응하는 어레이 영역에 배치되는 하전 입자 차단 요소.
C14. C13 항에 있어서, 상기 흡수층은 상기 어레이 영역들을 적어도 부분적으로 둘러싸는 하전 입자 차단 요소.
C15. C13 항 또는 C14 항에 있어서, 각각의 어레이 영역이 상기 흡수층에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이는 하전 입자 차단 요소.
C16. C13 항 내지 C15 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 흡수층은 적어도 부분적으로 각각의 어레이 영역 내에 더 배치되는 하전 입자 차단 요소.
C17. C12 항 내지 C16 항 중 어느 하나에 있어서, 흡수층은 적어도 하나의 어퍼처로부터 이격되어 배치되는 하전 입자 차단 요소.
C18. 앞선 항들 중 어느 하나에 있어서, 하전 입자 차단 요소는 적어도 기판을 냉각하기 위한 냉각 도관들을 포함하고, 바람직하게는 냉각 도관들은 흡수층 및/또는 기판과 열 접촉하여 배치되는 하전 입자 차단 요소.
C19. C18 항에 있어서, 기판에는 또 다른 전기 및/또는 열 전도성 층이 제공되며, 또 다른 전기 및/또는 열 전도성 층은 흡수층 및 냉각 도관들과 접촉하여 배치되는 하전 입자 차단 요소.
C20. 하전 입자 노광 장치에서 사용하기 위한 전류 제한 요소에 있어서,
상기 전류 제한 요소는 하전 입자들의 투과를 실질적으로 허용하지 않는 기판을 포함하고, 상기 기판에는 상기 기판을 통해 상기 기판의 제 1 표면으로부터 제 2 표면으로 연장되는 1 이상의 어퍼처가 제공되며, 상기 1 이상의 어퍼처는 하전 입자들의 통과를 허용하고,
상기 제 1 표면의 적어도 일부분에는 붕소(B), 탄소(C) 또는 베릴륨(Be)을 포함하는 흡수층이 제공되며,
상기 흡수층은 전기 전도성 표면 상에 제공되는 전류 제한 요소.
C21. C20 항에 있어서, 상기 흡수층은 상기 1 이상의 어퍼처가 배치되는 상기 제 1 표면의 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸는 전류 제한 요소.
C22. C20 항 또는 C21 항에 있어서, 흡수층은 1 이상의 어퍼처로부터 이격되어 배치되는 전류 제한 요소.
C23. C20 항 내지 C22 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 흡수층은 상기 흡수층 아래에 위치되는 상기 기판의 부분으로부터의 상기 하전 입자들의 후방산란을 방지하기에 충분한 두께를 갖고, 상기 전기 전도성 표면에 의해 상기 하전 입자들의 전하가 수용되기에 충분히 얇은 전류 제한 요소.
C24. C20 항 내지 C23 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 흡수층은 100 nm 내지 500 nm의 두께를 갖는 전류 제한 요소.
C25. C24 항에 있어서, 상기 흡수층은 150 nm 내지 250 nm의 두께를 갖는 전류 제한 요소.
C26. 앞선 항들 중 어느 하나에 있어서, 흡수층은 붕소 층, 질화붕소 층 또는 탄화규소 층인 전류 제한 요소.
C27. C20 항 내지 C26 항 중 어느 하나에 있어서, 기판의 적어도 일부는 전기 전도성인 전류 제한 요소.
C28. C20 항 내지 C27 항 중 어느 하나에 있어서, 기판에는 전기 전도성 층이 제공되며, 전기 전도성 층은 기판과 흡수층 사이에 적어도 부분적으로 배치되는 전류 제한 요소.
C29. C28 항에 있어서, 전기 전도성 층은 몰리브덴(Mo) 또는 크롬(Cr)을 포함하는 전류 제한 요소.
C30. C27 항 내지 C29 항 중 어느 하나에 있어서, 전압 공급기 또는 접지 전위에 전기 전도성 기판 또는 전기 전도성 층을 연결하는 전기 전도성 연결부를 포함하는 전류 제한 요소.
C31. C20 항 내지 C30 항 중 어느 하나에 있어서, 기판은 실리콘(Si) 웨이퍼를 포함하는 전류 제한 요소.
C32. C20 항 내지 C31 항 중 어느 하나에 있어서, 적어도 기판을 냉각하기 위한 냉각 도관들을 더 포함하고, 바람직하게는 냉각 도관들은 흡수층 및/또는 기판과 열 접촉하여 배치되는 전류 제한 요소.
C33. C32 항에 있어서, 기판에는 또 다른 전기 전도성 및/또는 열 전도성 층이 제공되며, 또 다른 전기 전도성 및/또는 열 전도성 층은 흡수층 및 냉각 도관들과 접촉하여 배치되는 전류 제한 요소.
C34. 하전 입자 빔을 차단하기 위한 셔터 요소에 있어서,
상기 셔터 요소는 기판을 포함하고, 기판의 적어도 일부에는 붕소(B), 탄소(C) 또는 베릴륨(Be)을 포함하는 흡수층이 제공되며, 상기 흡수층은 상기 기판 상의 전기 전도성 표면 상에 제공되는 셔터 요소.
C35. C34 항에 있어서, 상기 흡수층은 상기 흡수층 아래에 위치되는 상기 전기 전도성 표면으로부터의 상기 하전 입자들의 후방산란을 방지하기에 충분한 두께를 갖고, 상기 전기 전도성 표면에 의해 상기 하전 입자들의 전하가 수용되기에 충분히 얇은 셔터 요소.
C36. C34 항 또는 C35 항에 있어서, 상기 흡수층은 100 nm 내지 500 nm의 두께를 갖는 셔터 요소.
C37. C36 항에 있어서, 상기 흡수층은 150 내지 250 nm의 두께를 갖는 셔터 요소.
C38. C34 항 내지 C37 항 중 어느 하나에 있어서, 흡수층은 붕소 층, 질화붕소 층 또는 탄화규소 층인 셔터 요소.
C39. C34 항 내지 C38 항 중 어느 하나에 있어서, 기판의 적어도 일부는 전기 전도성인 셔터 요소.
C40. C34 항 내지 C39 항 중 어느 하나에 있어서, 기판에는 전기 전도성 층이 제공되며, 전기 전도성 층은 기판과 흡수층 사이에 적어도 부분적으로 배치되는 셔터 요소.
C41. C40 항에 있어서, 전기 전도성 층은 몰리브덴(Mo) 또는 크롬(Cr)을 포함하는 셔터 요소.
C42. C39 항 내지 C41 항 중 어느 하나에 있어서, 전기 전도성인 기판의 일부 또는 전기 전도성 층에 연결되는 전기 전도성 연결부를 포함하는 셔터 요소.
C43. 타겟 상으로 하전 입자 빔을 투영하기 위한 노광 장치에 있어서,
상기 노광 장치는 하전 입자 빔을 형성하고 타겟 상으로 하전 입자 빔의 적어도 일부를 투영하기 위한 하전 입자 광학 장치를 포함하며, 하전 입자 광학 장치는:
하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 소스, 및
1 항 내지 19 항 중 어느 하나에 따른 하전 입자 차단 요소 -하전 입자 차단 요소는 하전 입자 소스로부터의 하전 입자 빔의 적어도 일부를 차단할 수 있게 함- , 상기 하전 입자 빔의 하전 입자 전류를 제한하도록 배치되는 20 항 내지 33 항 중 어느 하나에 따른 전류 제한 요소, 및/또는 상기 하전 입자 빔의 적어도 일부를 일시적으로 차단하기 위한 34 항 내지 42 항 중 어느 하나에 따른 셔터 요소를 포함하는 노광 장치.
C44. C43 항에 있어서, 하전 입자 차단 요소, 전류 제한 요소, 및/또는 셔터 요소의 흡수층은 하전 입자 소스를 대면하거나 후방산란된 하전 입자들 및/또는 이차 전자들의 소스를 향해 대면하는 기판의 표면에 배치되는 노광 장치.
C45. C44 항에 있어서, 셔터 요소는 상기 하전 입자 소스에 대한 셔터로서 배치되는 노광 장치.
C46. C43 항 내지 C45 항 중 어느 하나에 있어서, C20 항 내지 C33 항 중 어느 하나에 따른 전류 제한 요소를 포함하고, 전류 제한 요소는 하전 입자 빔을 다수의 하전 입자 빔들로 분할하도록 배치되는 어퍼처들의 어레이를 포함하는 노광 장치.
C47. C43 항 내지 C46 항 중 어느 하나에 있어서, 하전 입자 빔을 하전 입자 차단 요소 상으로 편향시키기 위한 변조 편향기를 더 포함하고, 변조 편향기 및 하전 입자 차단 요소는 하전 입자 빔으로 하여금, 하전 입자 빔이 편향기에 의해 편향되지 않을 때 하전 입자 차단 요소의 어퍼처를 통과하게 하고, 하전 입자 빔이 편향기에 의해 편향될 때 하전 입자 차단 요소에 의해 하전 입자 빔을 적어도 부분적으로 차단하게 하도록, 또는 그 반대로 배치되는 노광 장치.
C48. C43 항 내지 C47 항 중 어느 하나에 따른 노광 장치를 포함하는 하전 입자 리소그래피 시스템.
C49. C43 항 내지 C48 항 중 어느 하나에 따른 노광 장치를 포함하는 하전 입자 검사 시스템 또는 하전 입자 현미경.
C50. C43 항 내지 C49 항 중 어느 하나에 따른 노광 장치를 사용하여 타겟 상으로 하전 입자 빔을 투영하는 방법에 있어서,
상기 방법은 하전 입자 소스로부터의 하전 입자 빔의 적어도 일부를 차단하는 단계를 포함하고, 차단되는 하전 입자 빔의 적어도 일부는 하전 입자 차단 요소 또는 전류 제한 요소의 흡수층 상으로 떨어지는 방법.
C51. C43 항 내지 C49 항 중 어느 하나에 따른 노광 장치에 의해 반도체 디바이스를 제조하는 방법에 있어서,
- 상기 하전 입자 광학 장치의 하류에 웨이퍼를 배치하는 단계;
- 상기 하전 입자 광학 장치에 의해 생성, 성형 및/또는 변조되는 하전 입자 빔에 의해 상기 웨이퍼 상에 이미지 또는 패턴을 투영하는 것을 포함하여 상기 웨이퍼를 처리하는 단계; 및
- 상기 처리된 웨이퍼에 의해 반도체 디바이스를 생성하기 위해 후속 단계들을 수행하는 단계를 포함하는 방법.
C52. C43 항 내지 C49 항 중 어느 하나에 따른 노광 장치에 의해 타겟을 검사하는 방법에 있어서,
- 상기 하전 입자 광학 장치의 하류에 상기 타겟을 위치시키는 단계;
- 상기 타겟을 향해, 상기 하전 입자 광학 장치에 의해 생성 및 성형되는 하전 입자 빔을 지향하는 단계;
- 타겟 상의 하전 입자 빔의 입사 시, 상기 타겟에 의해 투과, 방출 및/또는 반사되는 하전 입자들을 검출하는 단계; 및
- 하전 입자들을 검출하는 단계 동안 수집된 데이터에 의해 상기 타겟을 검사하기 위해 후속 단계들을 수행하는 단계를 포함하는 방법.
Claims (15)
- 타겟 상으로 하전 입자 빔을 투영하기 위한 노광 장치에 있어서,
상기 노광 장치는 하전 입자 빔을 형성하고 상기 타겟 상으로 상기 하전 입자 빔의 적어도 일부를 투영하기 위한 하전 입자 광학 장치(charged particle optical arrangement)를 포함하고, 상기 하전 입자 광학 장치는:
상기 하전 입자 빔을 생성하기 위한 하전 입자 소스, 및
상기 하전 입자 소스로부터의 상기 하전 입자 빔의 적어도 일부를 차단할 수 있게 하는 하전 입자 차단 요소를 포함하는 렌즈 어레이를 포함하고,
상기 렌즈 어레이는 상기 하전 입자 차단 요소가 기판을 포함하도록 복수의 기판을 포함하고, 상기 기판은 상기 하전 입자 빔의 적어도 일부의 통과를 허용하는 적어도 하나의 어퍼처(aperture)를 포함하며, 렌즈 어레이의 기판들 중 적어도 하나는 하전 입자 빔으로부터 복수의 빔을 형성하도록 구성된 복수의 어퍼쳐를 포함하고,
상기 하전 입자 차단 요소의 기판의 표면 부분에는 탄소, 붕소 및/또는 베릴륨을 포함하는 재료의 흡수층이 제공되고,
상기 흡수층이 제공되는 상기 기판의 표면 부분의 적어도 일부는 전기 전도성 재료를 포함하는 노광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 흡수층은 적어도 하나의 어퍼처로부터 이격되도록 배치된 노광 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 흡수층은 상기 흡수층 아래에 위치되는 상기 기판의 부분으로부터의 상기 하전 입자들의 후방산란을 방지하기에 충분한 두께를 갖고, 상기 전기 전도성 재료에 의해 상기 하전 입자들의 전하가 수용되기에 충분히 얇은 노광 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 흡수층은 붕소 층 또는 질화붕소 층 또는 탄화규소인 노광 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 기판의 적어도 일부는 전기 전도성인 노광 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 기판에는 전기 전도성 층이 제공되며, 상기 전기 전도성 층은 상기 기판과 상기 흡수층 사이에 적어도 부분적으로 배치되는 노광 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 전기 전도성 층은 몰리브덴(Mo) 또는 크롬(Cr)을 포함하는 노광 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 복수의 어퍼처들은 1 이상의 어퍼처 어레이를 형성하도록 배치되고, 상기 1 이상의 어퍼처 어레이 각각은 상기 기판의 대응하는 어레이 영역에 배치되는 노광 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 흡수층은 적어도 부분적으로 또는 각각의 어레이 영역을 둘러싸고; 또는 각각의 어레이 영역은 흡수층에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이고; 및/또는
상기 흡수층은 적어도 부분적으로 또는 각각의 어레이 영역 내에 더 배치되는 노광 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 하전 입자 차단 요소는:
상기 하전 입자 빔의 하전 입자 전류를 제한하도록 배치되는 전류 제한 요소, 하전 입자 빔의 초점을 맞추도록 구성된 집광 렌즈 어레이; 또는 하전 입자 빔을 포커싱 및/또는 시준하도록 구성된 콜리메이터 렌즈를 포함하는 노광 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 하전 입자 차단 요소는 적어도 기판을 냉각하기 위한 냉각 도관을 포함하는 노광 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 냉각 도관은 상기 흡수층 및/또는 상기 기판과 열적으로 접촉하도록 배치되고, 상기 기판에는 추가적인 전기 및/또는 열 전도성 층이 제공되는, 노광 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 하전 입자 차단 소자는 상기 하전 입자 빔의 하전 입자 전류를 제한하는 전류 제한 소자인 것을 특징으로 하는 노광 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 흡수층은 상기 하나 이상의 어퍼처가 배치되는 상기 기판 표면의 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는 노광 장치. - 제 14 항에 있어서,
상기 하전 입자 차단 요소의 흡수층은 하전 입자 소스와 대향하거나 후방 산란된 하전 입자 및/또는 2차 전자의 소스를 향하는 기판의 표면에 배치되는 노광 장치.
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